CN104022496A - 航空电气产品雷电效应防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种航空电气产品雷电效应防护方法，在航空电气产品的信号接口前端并联瞬态抑制模块，瞬态抑制模块由瞬态抑制器和电容并联而成，瞬态抑制器一端接地；瞬态抑制器根据航空电气产品的信号参数进行选择，若航空电气产品的信号为单向导通信号，则选择单向导通瞬态抑制器，若航空电气产品的信号为双向导通信号，选择双向导通瞬态抑制器，瞬态抑制器开通电压大于信号电路的正常工作电压，箝位电压小于信号电路的安全电压。本发明通过采用瞬态抑制器构成雷电防护电路达到雷电防护作用。本发明提供的设计具有相对独立的特性，在原产品中增加该雷电防护组件，不破坏原有功能电路的完整性，可保证原有电路的技术成熟度。

Description

航空电气产品雷电效应防护方法

技术领域

本发明涉及军用航空电气产品的雷电防护技术领域，具体为一种航空电气产品雷电效应防护方法。

背景技术

现代飞机广泛应用了新材料和新结构，如复合材料、钛合金、各类夹层结构等，它们较常规材料和结构的抗雷击能力要低得多，并且现代飞机上执行关键功能的传统机电控制及指示***已逐渐被电子式飞行控制所代替，使飞机及航空用电气产品防雷电要求越来越高，过去的雷电防护技术已不适应现代飞机的研制要求，所以现代飞机的雷电防护技术对保证飞机安全显得更为重要，雷电防护设计已成为飞机设计的重要组成部分。

在现有同类技术中，多数没有采用雷电防护技术，部分采用带有雷电防护作用的接插件进行雷电防护，但因接插件空间有限，防护能力弱，高电流的泄放通路容量不足，不能满足现代飞机的防雷需求。

发明内容

现有技术存在的问题是：在以往的军用航空电气产品中多数没有采用雷电防护技术，部分采用带有雷电防护作用的接插件进行雷电防护，但因接插件空间有限，防护能力弱，高电流的泄放通路容量不足，不能满足现代飞机的防雷需求。随着飞机新材料和新结构的应用，雷电防护要求提高，现在的产品设计需满足***的雷电防护要求。

本发明采用TVS瞬态抑制器件在各功能电路的入口吸收、泄放雷电能量，达到防雷目的，提高了防雷能力。电路设计时，电路拓扑简单，可根据防雷等级灵活选取相应的防雷器件，防雷能力强。

本发明的技术方案为：

所述一种航空电气产品雷电效应防护方法，其特征在于：在航空电气产品的信号接口前端并联瞬态抑制模块，所述瞬态抑制模块由瞬态抑制器和电容并联而成，瞬态抑制器一端接地；瞬态抑制器根据航空电气产品的信号参数进行选择，若航空电气产品的信号为单向导通信号，则选择单向导通瞬态抑制器，若航空电气产品的信号为双向导通信号，选择双向导通瞬态抑制器，瞬态抑制器开通电压大于信号电路的正常工作电压，箝位电压小于信号电路的安全电压。

有益效果

本发明是在航空电气产品功能电路的前端通过采用瞬态抑制器(TVS)构成雷电防护电路达到雷电防护作用。瞬态抑制器(TVS)并联在主电路上形成泄放通路，通过瞬态抑制器将能量传递到飞机结构上。本发明提供的设计具有相对独立的特性，在原产品中增加该雷电防护组件，不破坏原有功能电路的完整性，可保证原有电路的技术成熟度。

通过该方法设计的产品在雷电试验中已通过考核。同时，产品目前已通过地面联试、首飞安全试验，正处于试飞考核阶段。现阶段，产品工作正常、稳定，雷电防护设计未影响产品主电路正常工作。

附图说明

图1：适用于单向导通信号的瞬态抑制模块示意图；

图2：适用于双向导通信号的瞬态抑制模块示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

雷电带来的高电压及大电流通过产品的外部接口传输进入产品内部，对产品内部电路造成干扰及损害，根据雷电的效应影响分析，雷电防护通常采用屏蔽、接地、搭接等形式把需要保护的***、设备部件和导线连接起来，将雷电干扰接地传输到飞机结构上，通过飞机的放电***排出去。

分析产品的防雷需求，产品是通过金属机箱直接与飞机结构搭接，雷电对产品的影响是通过产品的外部接口传输进入产品内部，因此针对产品接口与连接电缆采取措施，达到防雷的目的。本发明就是在航空电气产品的信号接口前端并联瞬态抑制模块，形成泄放通路，通过瞬态抑制器将能量传递到飞机结构上。如图1和图2所示，瞬态抑制模块由瞬态抑制器和电容并联而成，瞬态抑制器一端接地。

在实际设计过程中，对产品的各个功能电路进行分析，将产品的输入/输出信号进行归类，对不同信号类型分别进行瞬态抑制器选取，用来抑制雷电带来的影响。

通过对电路分析主要有如下几类信号：直流信号(如+28V输入)；交流信号(如115V输入)等：

1、+28V输入端是低电压信号，在后级电路中，为保证电路在宽电压范围内工作正常，选用电源模块在(15～50)V内均输出正常，并能承受瞬时最高80V、1s的输入电压，所以选取瞬态抑制器时，首选选择单向导通瞬态抑制器，其开通电压要大于电源模块的正常工作电压，箝位电压低于电源模块的安全电压，这样当外界输入信号正常时，并联在主回路的雷电抑制器件不工作，主回路上无线路压降，不影响产品正常工作；当外界输入高压大电流时，并联在主回路上的雷电抑制器件工作，帮助快速吸收能量，保证电路的安全工作。为此，如图1所示，选用6KP-058C型瞬态抑制器，其开通电压为58V，箝位电压为(64～70)V，开通时间在ns级。当外界电压达到58V，器件单向导通，将随电压的升高进入线路的高电压，电压迅速箝位在(64～70)V，从而有效地将高电压通过瞬态抑制器泄放出去。

2、POR(115V)输入端是交流信号，需考虑瞬态抑制器件是否可以双向吸收电压的峰值能量，该功能电路正常工作电压为0-175V(交流信号)，安全电压不超过280V。所以选取瞬态抑制器时，首选选择双向导通瞬态抑制器，其开通电压要大于功能电路的正常工作电压，箝位电压低于功能电路的安全电压，这样当外界输入信号正常时，并联在主回路的雷电抑制器件不工作，主回路上无线路压降，不影响产品正常工作；当外界输入高压大电流时，并联在主回路上的雷电抑制器件工作，帮助快速吸收能量，保证电路的安全工作。为此，如图2所示，这里选择双向导通瞬态抑制器6KP-190C，其开通电压为190V，箝位电压为(200～240)V，开通时间在ns级，可双向抑制高电压。当外界交流电压峰值达到190V，器件双向导通，将进入线路的高电压迅速箝位在(200～240)V，给电路提供泄放回路。

Claims (1)

1.一种航空电气产品雷电效应防护方法，其特征在于：在航空电气产品的信号接口前端并联瞬态抑制模块，所述瞬态抑制模块由瞬态抑制器和电容并联而成，瞬态抑制器一端接地；瞬态抑制器根据航空电气产品的信号参数进行选择，若航空电气产品的信号为单向导通信号，则选择单向导通瞬态抑制器，若航空电气产品的信号为双向导通信号，选择双向导通瞬态抑制器，瞬态抑制器开通电压大于信号电路的正常工作电压，箝位电压小于信号电路的安全电压。